Уважаемые читатели! Трубопроводная арматура используется во многих отраслях промышленности на установках и трубопроводах, которые работают в различных средах и экстремальных условиях. В третьем номере журнала «Вестник арматуростроителя» мы рассказали о ремонтопригодности данной продукции, основных ремонтных процессах, видах изнашивания изделий и основных типах ремонтных работ. Сегодня мы предлагаем вместе рассмотреть этот процесс в отрасли теплоэнергетики. В частности, речь пойдет о ремонте трубопроводной арматуры на тепловых электростанциях.
Арматура на подобных объектах считается одним из самых сложных элементов оборудования, который задействован в управлении всеми тепловыми процессами, а ее отказ может стать причиной для решения о приостановлении работы станции или ее отдельных систем. Надежность и качество трубопроводной арматуры влияют на надежность деятельности самой ТЭС. Наиболее серьезными требованиями к продукции являются долговечность, прочность, безотказность, герметичность. При выборе арматуры особенно важно принимать во внимание параметры различных конструкций, эксплуатационные свойства изделий, способ управления.
Несмотря на все старания арматурных заводов сделать самый лучший продукт в отрасли и рабочих, занимающихся сборкой оборудования на месте эксплуатации, трубопроводная арматура нередко выходит из строя. В частности, выделяют производственные, конструкционные и эксплуатационные причины отказов арматуры [1].
Производственные причины возникают из-за недостаточного технического уровня технологических процессов при производстве деталей и сборке продукции. К ним относятся соблюдение соответствующих правил, качественный технический контроль на всех этапах работы. Широкое использование унифицированных деталей и узлов (электроприводов, редукторов, набивочных сальниковых колец, крепежных деталей и т. д.) значительно увеличивает надежность арматуры.
Конструкционные (или структурные) причины отказов появляются из-за определенной конструкции продукции. Производителям предлагается делать ее максимально доступной для осмотра и ремонта, что позволит обеспечить лучшее техническое обслуживание.
Эксплуатационные причины отказов зависят от способности арматуры гарантировать в работе сохранность параметров в пределах, заданных технической документацией. Речь идет об усилиях на рукоятках управления и крутящих моментах на маховиках, герметичности затворов, сальников, прокладок, пропускной способности предохранительных клапанов, характеристиках регулирующих клапанов и т. д.
Кроме того, отказы разделяют на полные, исключающие возможность работы изделия до их устранения, и частичные, при которых изделие может частично использоваться.
По запорной арматуре это невозможность перемещения запорного органа между положениями «Открыто», «Закрыто», пропуски среды через затвор, делающие невозможность работы объектов, пропуски среды через наружные уплотнения (сальники, фланцы) или через основной металл (свищи), которые представляют опасность для обслуживающего персонала или приводят к невосстанавливаемому износу оборудования.
По предохранительной арматуре полный отказ представляет собой несрабатывание клапанов при повышении давления сверх установленных значений, незакрытие клапанов при снижении давления до допустимых пределов, пропуски среды через затвор, в результате которых возможно функционирование защищаемых ими объектов, пропуски среды через наружные уплотнения (сальники, фланцы) или через основной металл, которые представляют опасность для обслуживающего персонала или приводят к невосстанавливаемому износу оборудования.
Что касается регулирующей арматуры, то это неисправности, вызывающие невозможность изменения параметров регулируемого объекта вследствие несоответствия расходных характеристик условиям регулирования, невозможности перемещения регулирующего органа, а также пропуски среды через наружные уплотнения (сальники, фланцы) или через основной металл (свищи), которые представляют опасность для обслуживающего персонала.
По запорной и предохранительной арматуре это одинаково пропуск среды через затвор, что снижает экономичность работы, но не препятствует функционированию объектов, на которых они установлены.
По регулирующей арматуре – неисправности, вызывающие частичное изменение параметров регулируемого объекта с ухудшением экономичности из-за нарушения плавности хода, а также увеличение люфтов в сочленениях привода; неправильный выбор шибера или седла в зависимости от расхода воды.
Монтаж, обслуживание и эксплуатация арматуры должны полностью отвечать «Правилам устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением», «Правилам технической безопасности при эксплуатации энергоустановок, электрических станций и подстанций» и другим действующим на электростанциях нормативным документам по технике безопасности. Организация ремонтных работ выполняется на основе среднестатистических данных о сроках службы арматуры различных классов и типов, предназначенной для различных сред соответствующих условий, а также в зависимости от степени износа деталей и узлов и категории ремонта. В основном это происходит в арматурной мастерской или на месте эксплуатации изделия.
Наиболее часто встречающиеся неисправности, подлежащие устранению при ремонте, – потеря герметичности запорного органа, сальникового узла, образование задиров на шпинделе в зоне сальниковой набивки, защемление шпинделя в сальниковом узле, выход из строя ходовых резьб шпинделя и гайки, поломка маховиков управления арматурой и многое другое. Такие дефекты легко выявить при тщательном обследовании арматуры. Для обнаружения скрытых дефектов (снижения прочности материала, образования незаметных трещин, рыхлостей, деформации деталей и т. п.) необходимо использовать особые методы и приемы.
Все основные мероприятия по обслуживанию арматуры реализуются обслуживающим персоналом. Здесь можно выделить четыре вида работ: оперативные, контрольно-осмотровые, профилактическое обслуживание, текущий ремонт.
Оперативные работы – это операции, которые проводятся в связи с пуском, остановкой или изменением режима работы установки (подготовка арматуры, открывание и закрывание, проверка исправности, проверка герметичности относительно окружающей среды и т. п.). Подобные действия не планируются заранее, а выполняются по указанию начальника смены ТЭС.
Контрольно-осмотровые мероприятия реализуются во время смены для того, чтобы вовремя обнаружить неисправности, способные привести к полному отказу оборудования. Этим занимается эксплуатационный персонал во время обхода помещений с обслуживаемыми аппаратами методом визуального наблюдения за его внешним состоянием, прослушивания шумов, а также анализа записей самопишущих приборов. Это помогает выявить и ликвидировать нарушение уплотнений соединительных трубных линий и арматуры, отказы автоматических регуляторов и т. п. Порядок проведения и объем контрольно-осмотровых работ определяются должностными и эксплуатационными инструкциями.
Профилактическое обслуживание представляет собой ряд профилактических работ, которые проводятся для поддержания бесперебойного функционирования арматуры в плановом порядке по графикам, разрабатываемым службой эксплуатации ТЭС. Периодичность и объем работ устанавливаются с учетом рекомендаций производителей продукции. Обычно это очистка и смазка арматуры, поднабивка сальников, проверка работоспособности приводов, электромагнитов, датчиков положений.
Текущая проверка и ремонт не заменяют обязательной ведомственной проверки и не изменяют сроков ее проведения. Перед проведением текущей проверки и ремонта следует выполнить комплекс работ по профилактическому обслуживанию арматуры.
Стоит отметить, что периодичность ремонта арматуры в теплоэнергетике определяется согласно нормативно-технической документации арматуры, назначению и месту ее установки, условиям эксплуатации, интенсивности использования, степени ответственности и другим факторам.
Что касается тепловых сетей, то здесь основной причиной для ремонта является изношенность трубопроводов и арматуры, а также несоответствие необходимым требованиям. Например, 31 % всех проверенных труб и трубопроводной арматуры, которые используются в отрасли теплоснабжения, не подтвердили соответствия заявленным стандартам [2]. За первое полугодие 2020 года в лаборатории Центра энергосбережения, который подведомствен комитету по энергетике и инженерному обеспечению Санкт-Петербурга, провели более 300 испытаний трубопроводной продукции. Если образец не прошел проверку, он не попадает на объекты теплоснабжения. Специалисты не проверяют все представленные на рынке трубы подряд, а работают по заказу. В списке постоянных клиентов находятся петербургские гиганты ГУП «ТЭК СПб» и АО «Теплосеть Санкт-Петербурга» (рис. 1, 2).
К примеру, «ТЭК СПб» отдает на такую проверку трубы, которые не прошли первичный контроль. «У нас есть регламент входного контроля в работе с подрядчиками. Проверяем всю продукцию, которая поступает к нам на объекты. Как только подрядчик завозит новую партию, он отправляет нам запрос на проверку. Выезжает наш сотрудник и проверяет. Если он видит, что визуального и документального контроля недостаточно, пишется заявка на проверку в лабораторию», – прокомментировали в пресс-службе предприятия. По статистике лаборатории, наибольшее количество несоответствий в 2020 году связано с нарушением состава и полноты маркировки, химическим составом стали, а также с нарушением заявленных габаритов и с дефектами трубопроводной арматуры.
Губкинский филиал крупнейшего в Ямало-Ненецком автономном округе ресурсоснабжающего предприятия АО «Ямалкоммунэнерго» (рис. 3, 4, 5) ответил на вопросы редакции журнала «Вестник арматуростроителя» о сложностях, испытываемых при ремонте трубопроводной арматуры в данной отрасли: «Сложности с ремонтом возникают довольно редко, но все же они возникают в результате эксплуатации. Самым проблемным всегда является замена целого узла или части механизма, так как срок службы арматуры не малый и используются они на протяжении многих лет, тем самым при выходе из строя не всегда удается найти запорную арматуру той же конструкции».
По словам специалистов «Ямалкоммунэнерго», объем выявленных дефектов на тепловых сетях очень мал. «Выход из строя запорной арматуры происходит довольно редко. Основные ремонты приходятся на летний период. Благодаря плановым работам и качественной подготовке летом удается избежать неожиданных поломок в дальнейшем», – сообщают представители компании.
Представители Курганской ТЭЦ-1 также отметили, что производственные причины и виды неисправностей запорной арматуры связаны с недостаточным техническим уровнем технологических процессов, используемых на предприятии, производящем изготовление отдельных деталей и сборку арматуры. Снизить количество брака запорной арматуры позволяет технический контроль всех производственных этапов и повсеместная технологическая дисциплина. Техническое обслуживание и планово-предупредительные ремонты (ППР) малоиспользуемого оборудования экономичней проводить, ориентируясь не на фиксированные временные периоды между ППР, а на количество отработанных часов. Для этого разрабатывают и внедряют методы технической диагностики. Ведут электронные журналы регистрации наработки. Это дает точную информацию об интенсивности эксплуатации оборудования и необходимости проведения очередного ППР. ППР неиспользуемого или малоиспользуемого оборудования надо проводить не с установленной временной периодичностью, а по необходимости.
Ремонт и осмотр изделий в «Ямалкоммунэнего» проходит согласно ГОСТ Р 53672-2009 «Арматура трубопроводная. Общие требования безопасности». В процессе эксплуатации запорная арматура подвергается интенсивному воздействию высокого давления, температуры, механических частиц, которые находятся в среде. Наиболее распространенным дефектом запорной арматуры, по мнению специалистов компании, является утрата герметичности. Детали арматуры любого типа в процессе эксплуатации изнашиваются, в результате чего изменяются их размеры и форма. Предельный износ влечет за собой отказ устройства. Для восстановления работоспособности требуется ремонт запорной арматуры.
К наиболее часто встречающимся поломкам и дефектам, по мнению специалистов Курганской ТЭЦ-1, относятся следующие случаи:
• ТПА пропускает поток рабочей среды в закрытом положении;
• бронзовые кольца спадают с корпуса или дисков;
• поломка стального хомута;
• поломка крышки сальника и неисправность сальникового уплотнения.
В частности, персонал станции отметил: «Все поломки арматуры можно свести к двум происшествиям: невозможно (или затруднено) управление положением затворного механизма или нарушена герметичность задвижки. Поэтому важным этапом ревизии является проверка запорной арматуры на герметичность. Проверку арматуры на герметичность проводят после испытания на прочность. Проверка заключается в контроле качества притирки уплотнительных поверхностей деталей запорного органа, качества сборки разъемных соединений. Уровень требований, предъявляемых к герметичности запорной арматуры, зависит от условий ее эксплуатации. Всего существует три класса герметичности: I – запорная арматура для взрывоопасных и токсичных сред, II – для пожароопасных и III – для всех прочих сред».
«Самым сложным и запоминающимся ремонтом был ремонт запорной арматуры Ду500. Сложность заключалась в размерах и невозможности использования механических средств притирки. Вся работа выполнялась вручную, начиная с откручивания резьбовых соединении, заканчивая притиркой. Все детали были неподъемными и громоздкими, в результате многодневных стараний мы столкнулись с проблемой прессовки данной арматуры, поскольку в нашей организации используется всего пара изделий такого размера и прессовочный стенд не рассчитан на эту особенность. Выход из ситуации был найден не без помощи токарного участка, где индивидуально был изготовлен глухой фланец с встроенным выходом под рукав высокого давления для прессовки данной запорной арматуры», – сообщают на предприятии «Ямалкоммунэнерго».
Как упоминалось в предыдущей статье, посвященной ремонту трубопроводной арматуры, не все производители продукции и конечные потребители налаживают взаимодействие. Например, компания «Ямалкоммунэнерго» выразила желание дать производственным предприятиям совет, связанный с качеством и надежностью эксплуатации арматуры. «Хотелось бы посоветовать усилить производственный контроль, ведь во время приемки в партии могут попадаться некачественные продукты. Недостаточная обработка швов, протяжка резьбовых соединений также оставляют желать лучшего. Через одну приходится протягивать резьбовые соединения», – говорят специалисты. Это приводит нас к тому же выводу, к которому мы пришли в третьем выпуске журнала «Вестник арматуростроителя»: необходимо улучшать качество выпускаемой трубопроводной арматуры, в том числе для ее последующего применения в топливно-энергетическом комплексе, и обеспечивать ее соответствие требуемым стандартам в данной области.
1. Кижнер А.Х. Ремонт трубопроводной арматуры электростанций: Учебное пособие для профессионального обучения рабочих на производстве. – М. – 1986. – С. 144.
2. Треть проверенных труб на петербургском рынке ЖКХ оказались некачественными [Электронный ресурс] // DP.RU. URL: https://www.dp.ru/a/2020/07/29/Trubnoe_ delo_2_0 (дата обращения: 10.08.2020). Размещено в номере: «Вестник арматуростроителя», № 5 (61) 2020
